为期6周的平衡训练对慢性踝关节不稳患者皮质脊髓兴奋性、脊髓反射性兴奋性调节以及平衡能力的影响：一项随机对照试验

《Journal of Electromyography and Kinesiology》：The Effects Of 6-week Balance Training on Corticospinal Excitability, Spinal Reflexive Excitability Modulation, and Balance Performance in Individuals with Chronic Ankle Instability: Randomized Controlled Trial

　　钟成勋|雅各布·弗里曼|贾拉奈·格雷|瑞安·S·麦肯
美国密苏里州东南密苏里州立大学卡皮吉拉尔多分校联合健康、运动机能学与体育科学系

**摘要**
背景：慢性踝关节不稳定（CAI）患者表现出中枢神经系统（CNS）的变化和平衡能力差。因此，平衡训练在CAI康复中至关重要，评估训练后的CNS变化可以揭示恢复过程。

**目的**：研究为期6周的平衡训练计划对CAI患者的脊髓反射兴奋性调节、皮质脊髓兴奋性和平衡表现的影响。

**方法**：30名CAI患者被随机分为平衡训练组（BAL）和对照组（CON）。使用H反射测试评估脊髓反射兴奋性，通过经颅磁刺激（TMS）评估皮质脊髓兴奋性。分别通过压力中心和起始偏移平衡测试（SEBT）评估静态和动态平衡。训练组完成了为期6周的渐进式静态和动态平衡练习。

**结果**：训练后，BAL组的皮质静默期（CSP）显著缩短（72.40 ± 30.42 vs 80.80 ± 40.48，d=1.12 [0.32, 1.85]）。训练后，BAL组的脊髓反射兴奋性调节显著增强（43.90 ± 21.77 vs 26.99 ± 15.84，d=0.88 [0.08, 1.63]）。与基线相比，BAL组的静态平衡表现显著改善（4.61 ± 1.53 vs 6.36 ± 3.24，d=0.69 [0.06, 1.41]）。

**结论**：6周的平衡训练恢复了CAI患者的神经特征，从而改善了他们的平衡表现。

**公共试验注册名称和注册编号**
本研究已在Clinicaltrials.gov上预注册（标识符：NCT05655143）。

**引言**
历史上，踝关节扭伤一直被视为轻微损伤，通过最小干预即可快速恢复（Doherty等人，2016年）。这种误解可能导致踝关节持续损伤，增加再次受伤和发展为慢性踝关节不稳定（CAI）的风险（Hertel和Corbett，2019a）。在CAI相关的各种缺陷中，平衡障碍可能是最普遍且临床上最令人担忧的。这些缺陷与反复扭伤和跌倒风险增加等不良后果密切相关（Hass等人，2010年）。因此，解决有扭伤史患者的平衡障碍对于降低长期健康风险至关重要（Lord和Ward，1994年；McKeon和Hertel，2008a）。

**表1**。**表2**。**表3**。

CAI患者的平衡障碍部分归因于脊髓反射兴奋性和皮质脊髓兴奋性的改变，这些变化通过霍夫曼反射（H反射）和经颅磁刺激（TMS）等神经技术进行评估（Suttmiller和McCann，2020年）。例如，Kim等人发现，当测试姿势从俯卧位变为双腿站立或从双腿站立变为单腿站立时，CAI患者的比目鱼肌脊髓反射兴奋性调节能力降低，表明他们抑制脊髓反射兴奋性以增强皮质脊髓通路兴奋性的能力减弱（Kim等人，2012年）。Terada等人还发现，CAI患者在保持单腿平衡时比目鱼肌的皮质脊髓兴奋性降低，表明平衡任务受到的上位控制减少（Taube等人，2008a；Terada等人，2016年）。鉴于渐进式姿势挑战通常会使中枢神经系统（CNS）更依赖上位控制来维持平衡，CAI患者的整体CNS改变表明需要恢复其神经特征（Suttmiller和McCann，2020年；Taube等人，2008a）。

平衡训练是CAI患者恢复平衡障碍和预防再次扭伤的主要干预措施（Hertel和Corbett，2019b）。平衡训练旨在改善CAI患者的静态和动态平衡表现（McKeon和Hertel，2008b）。例如，McKeon等人实施了一个包括单腿站立和跳跃练习的平衡训练计划来提高静态和动态平衡表现（McKeon等人，2008年）。此外，还使用了频闪眼镜等视觉干扰手段来提高平衡训练的效果（Chung等人，2023年；Kim等人，2021年）。然而，目前尚不清楚平衡训练是否能改善CAI患者的神经特征，即CNS的神经编码模式（Hertel和Corbett，2019b）。

**以往研究**
先前的研究表明，平衡训练后CNS有积极变化（Schubert等人，2008年；Taubert等人，2007年；Taubert等人，2016年）。例如，Schubert等人观察到4周平衡训练后皮质脊髓兴奋性增加，而健康个体的脊髓反射兴奋性显著降低（Schubert等人，2008年）。Taubert等人通过磁共振成像（MRI）发现平衡训练后运动皮层激活增强（Taubert等人，2016年）。总体而言，这些研究表明平衡训练可能增强CNS的上位控制，导致踝关节稳定肌（如比目鱼肌和胫前肌）协同收缩（Taube等人，2008a）。尽管需要进一步研究以确定这些积极变化是否在CAI患者中始终存在，但Chung等人也发现单次平衡训练后CAI患者的皮质脊髓兴奋性和脊髓反射兴奋性调节增强。这一发现表明平衡训练可能有助于恢复CAI患者的神经特征（Chung等人，2023年；Suttmiller和McCann，2020年；Taubert等人，2007年，2008a）。然而，尽管CNS发生了积极变化，但他们并未观察到平衡表现的改善，这表明需要更全面的平衡训练方案来恢复CAI患者的CNS功能和平衡表现（Lesinski等人，2015年）。因此，本研究的目的是探讨6周平衡训练是否能够改善CAI患者的脊髓反射兴奋性调节、皮质脊髓兴奋性和平衡表现。我们假设6周平衡训练将提高CAI患者的脊髓反射兴奋性调节、皮质脊髓兴奋性和平衡表现。

**研究设计**
本研究采用了随机对照试验设计。该研究已获得xxx机构审查委员会的批准，并已在Clinicaltrials.gov上预注册（标识符：NCT05655143）。

**结果**
**表2**总结了参与者的 demographic 特征。**图1**提供了参与者分配的流程图。两名被分配到CON组的参与者在入组后退出，一名因到达实验室时拒绝继续进行程序，另一名在皮质脊髓兴奋性测试期间选择退出。**表3**展示了所有结果测量的平均值和标准差。

**TMS 变量**
AMT：组与时间交互作用无显著差异（F(1, 26) = 0.215, P = 0.65），组主效应无显著差异（F(1, 26) = 2.106, P = 0.16），时间主效应无显著差异（F(1, 26) = 1.662, P = 0.21）。
MEP100：组与时间交互作用无显著差异（F(1, 26) = 2.593, P = 0.12），组主效应无显著差异（F(1, 26) = 2.975, P = 0.10），时间主效应无显著差异（F(1, 26) = 3.672, P = 0.07）。
MEP120：组与时间交互作用无显著差异（F(1, 26) = 1.227, P = 0.27），组主效应无显著差异（F(1, 26) = 0.741, P = 0.40），时间主效应无显著差异（F(1, 26) = 0.358, P = 0.56）。
CSP100：组与时间交互作用有显著差异（F(1, 26) = 21.717, P = 0.01）。大效应量（d=1.12 [0.32, 1.85]）表明BAL组在平衡训练后CSP100显著降低，而CON组在基线和测试后无显著差异（P=0.98）。小效应量（d=0.01 [-0.76, 0.78]）表明CON组在基线和测试后无显著差异。
CSP120：组与时间交互作用有显著差异（F(1, 26) = 19.634, P < 0.01）。BAL组在平衡训练后CSP120表现出大效应（d = 0.83 [0.09, 1.58），而CON组在基线和测试后无显著差异（P = 0.73）。小效应量（d = 0.05 [-0.82, 0.72]）表明CON组在干预后CSP120无显著变化。

**H反射变量**
俯卧位H反射：组与时间交互作用无显著差异。

**讨论**
本研究旨在确定6周平衡训练对CAI患者比目鱼肌皮质脊髓兴奋性、脊髓反射兴奋性调节和平衡表现的影响。研究发现，平衡训练后CAI患者的皮质脊髓兴奋性和脊髓反射兴奋性调节显著增加。此外，一些平衡表现指标也有改善。

**局限性**
在解释研究结果时需注意几个局限性。首先，我们无法控制参与者在单腿测试中的姿势摆动。先前的研究表明，摆动方向会因肌肉纤维长度的变化而影响神经兴奋性（Tokuno等人，2009年）。因此，参与者之间的摆动模式差异可能改变了刺激时的比目鱼肌长度，从而影响TMS和H反射的结果。其次……

**结论**
本研究发现，6周平衡训练提高了CAI患者的皮质脊髓兴奋性和脊髓反射兴奋性调节，这与平衡表现的改善一致。恢复CNS功能和增强平衡是CAI患者康复的关键目标。在本研究之前，尚不清楚平衡训练是否专门针对CAI的神经特征。慢性踝关节不稳定患者往往难以调节比目鱼肌的脊髓反射……